2019届高考物理一轮复习实验方法之伏阻法学案新人教版

1、图1伏阻法所谓“伏阻法”，就是用伏特表和电阻箱两个测量工具测量某一物理量，主要是测电源电动 势和内阻。伏阻法测电源电动势和内阻例1.在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程 较小，某同学设计了如图所示的实物电路。（1）试验时，应先将电阻箱的电阻调到（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）（2）改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R）=10Q的定值电阻两端的电压U,下列两组R的 取值方案中，比较合理的方案是（选填1或2）方案编号电阻箱的阻值R/Q1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.011（3）根据实验数据描点

2、，绘出的R图像是一条直线。若直线的斜率为k, 在 一 坐 标 轴UU上的截距为b,则该电源的电动势E=_，内阻r=_（用k、b和R）表示）910.【解析】（1）为了安全。 若R=300，电流约0.03A，若R=60，电流3009约0.15A，后者电流读数大，误差小，所以填2。60 10U111 r 1电流I,E =l(R R0r)，得R,R图象的斜率R0U ER0E ER0U11r1bk，截距b，所以电动势E，内阻rF0ER。E ER0kR0k1 b【答案】(1)最大值(2)2(3)；bRkR0k【点评】本题考查测电源的电动势和内阻及图象的物理意义，根据图象求物理量，这是传承。难度：较难。创新

3、点在于在两组R的阻值方案中选择一个。 此问隐含着误差分析， 电流表读数较大时误差 小，因为相对误差的分母大。一般要求电流表指针偏转角在一半以上。例2.某同学利用DIS、定值电阻R）、电阻箱R等实验器材测量电2池a的电动势和内阻，实验装置如图1所示。实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得端电压U,并在计算机上显示出如图2所示的1/LM/R关系图线a。重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b。(1)由图线a可知电池a的电动势Ea=V， 内阻ra=。(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率PaFb(填“大于”、“等于”或“

4、小于”)效率a_b。(填“大于”、“等于”或“小于”)U11r1【解析】(1)根据E=U r，得，图象a，截距b = 0.5(1/V),斜率RUEE R1 k =0.25(，|/V),所以电动势E2V,内阻r=Ek=0.5。b(2)根据(1)中电动势为图象在纵轴上的截距的倒数，所以EbEa。又根据E = UUr,R1E11得，在图象中，内阻为横轴上的截距的绝对值的倒数，所以得rbra。R r U r图b中，图象在纵轴上的截距约为b =0.17，所以电动势约为Eb=6V；图象在横轴上的截距的绝对值约为b =1.3，所以内阻约为rb二0.771。用以上数据做的P -R关系图象如下3从图象可以看出P

5、a小于pb。UIR电池的效率，因为ra:：rb，所以a大于b。El R + r【答案】(1)2, 0.5(2)小于，大于【点评】本题考查用伏阻法(电压表和电阻箱)测电源的电动势和内阻，图象法处理数据， 以及电源的输出功率及效率。难度：难。1 1本题的创新之处：在图象中，内阻为横轴上的截距的绝对值的倒数，这点，在其他R U题目中未曾见过。例3.某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(R)=5Q)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图14(a).1在图14(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。2请完成下列主要实验步骤；A、 检查并调节电

6、压表指针指零；调节电阻箱，示数如图14(c)所示，读得电阻值是；B、 将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V;C、 将开关S2,电压表的示数是1.16V;断开开关S1。3使用测得的数据，计算出干电池的内阻是(计算结果保留二位有效数字)。4由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏(填“大”或“小”)。S闭合、S2断开时：FV很大，认为：E=U1S、Sa都闭合时：E = U2Ux(R0r)R！1 49由、得r = -1 !R RQ= ( 1) ) 20 5 = 0.690山2丿1.16【解析】从图c读出,R=20Q;闭合4误差分析忽略电压表对电路的影响时求得的电动势

7、为测量值，根据式,考虑电压表对电路的影响时求得的电动势为真实值，设电压表的电阻为R/，则式变为:E真二Ui +厶（R。 r），显然E测:U直，即测得的电动势比实际值偏小。直RV直【扩展】求测得的内阻比实际值偏大还是偏小?考虑电压表对电路的影响时两式变为E二Ui+也（R。r）RVE =U2 （乜匕）（Rr）RR/根据两式解得的内阻为真实值，得U1-U2U2-UiRV研究问题的难点和易错点。【答案】根据两式求得的是内阻的测量值，即Ui-U2U2R-R。这里要注意:由于U2：5 ,所U2-U1RV是负值,所以r真式中的分母比r测式中的分母小，所以r测：:r真，即测得的内阻比实际值也是偏小。这个问题，

8、历来是物理5【点评】本题是用一个电压表测电动势，用伏阻法测内阻。考查了实物电路的连接和电阻箱的读数法。难度：较容易。6用伏阻法测量电压表内阻例3.利用图中给定的器材测量电压表 不计）,R为电阻箱，K为电键。1将图中实物连接为测量所用的电路。 用 中记录的数据表示RV的公式为R=解析：.连线如图所示。2改变电阻箱的阻值（至少2次），测出相应的电压，R、R2是电阻箱的两次读数；U、Uz,是相应的电压表的两次读数。fUiE =6 +3根据全电路欧姆定律，有RV，解得：Rv=UzRzU，Rl。U2U_UzE二U2zR2IRV点评：本题考查用伏阻法（用电阻箱和电压表）测电压表的内阻。本题具体考查了实物图

9、的连线和实验数据的处理方法（考公式的推导，不考实际数字的计算）。伏阻法测电阻V的内阻Rv。图中B为电源（内阻可忽略 写出实验中必须记录的数据（用符号表示）并指出各符号的意义:7例4.一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻R的阻值，图中F0为标准定值电阻（R）=20.0V可视为理想电压表。Si为单刀开关，Sz位单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:8(1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合Si；(3) 将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表U V的示数U； 然后将S2掷于2端，记下此时电压切V的示数(5)重复步骤(3)，得到如下数据:12345U/V0.250.300.360.400.44U/V0.861.031.221.361.49U13.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得 上 的平均值，求得R=Q。(保留1位小数)